“截至2021年底，中國在運營IDC機柜數(shù)量216.9萬架”，在4月7日舉行的“算力基礎設施綠色化轉(zhuǎn)型”研討會上，科智咨詢研究總監(jiān)張福林在對《2021—2022年中國IDC行業(yè)發(fā)展研究報告》解讀時公布了我國數(shù)據(jù)中心規(guī)模的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

伴隨著數(shù)字經(jīng)濟的發(fā)展，這一數(shù)據(jù)在快速增長，為急劇增長的算力需求提供關鍵設施支撐。不過，當前，數(shù)據(jù)中心綠色低碳化的發(fā)展趨勢明顯，大量數(shù)據(jù)中心需進行節(jié)能改造、綠色化轉(zhuǎn)型。

節(jié)能改造需著重關注三方面

數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造的討論與實踐，有三個不容忽視的重點：一是PUE，二是成本，三是改造的復雜性。

PUE是當前衡量數(shù)據(jù)中心能效利用率的主要指標。對PUE的重視，是提升數(shù)據(jù)中心能耗的必然要求，更是出于政策合規(guī)性的考量。

目前，國家及各地方出臺的數(shù)據(jù)中心相關政策中，PUE的要求主要針對新建數(shù)據(jù)中心，并已經(jīng)拓展至改造中。廣東省能源局發(fā)布的《關于明確全省數(shù)據(jù)中心能耗保障相關要求的通知》明確提出，要加大節(jié)能技術(shù)改造力度，以節(jié)能技術(shù)標準倒逼傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心加快綠色節(jié)能技術(shù)改造（“十四五”期間PUE值需降至1.3以下），提高全省數(shù)據(jù)中心整體能效水平。

同時，新建PUE值的要求正在逐漸降低。“東數(shù)西算”中，內(nèi)蒙古、貴州、甘肅、寧夏，4處樞紐設立的數(shù)據(jù)中心集群PUE將控制在1.2以內(nèi)，數(shù)據(jù)中心改造也將符合這一趨勢。數(shù)據(jù)中心具有運維周期長的特點，在節(jié)能改造過程中，要將時間因素考慮進去，看改造是否能夠滿足越來越低的PUE值要求。

成本方面，節(jié)能改造是一項系統(tǒng)性的工程，涉及改造本身的成本、運維成本、時間成本等，數(shù)據(jù)中心企業(yè)作為市場主體，要考慮企業(yè)效益。如優(yōu)化制冷是降低PUE的有效方式，也成為數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造的重點，但如何進行改造，成本因素便成為注重考慮的重點。

清華大學航天航空學院教授、博士生導師李震表示，目前，浸沒式的冷卻方式能效是好的，但浸沒式冷卻復雜程度高，自身造價成本高，在運維管理上也有新要求，會增加運維成本。數(shù)據(jù)中心如果選用浸沒式的冷卻方式，就需要考量這些成本問題。

節(jié)能改造的復雜性方面，主要是指設備改造這一方式本身便受到眾多因素的影響。

如當下被重點關注的儲能。太陽能、水能、風能等新能源受環(huán)境影響大，供電不穩(wěn)定。而儲能使穩(wěn)定、持續(xù)的新能源供電成為可能。從節(jié)能降碳發(fā)展來看，數(shù)據(jù)中心的綠色化轉(zhuǎn)型離不開儲能。

不過，數(shù)據(jù)中心想要增加新的儲能裝置，對自身進行改造，就需要看改造方案的可行性。這包括從技術(shù)、規(guī)劃等方面進行認證，征求用戶意見，評估增加儲能裝置對數(shù)據(jù)中心的影響，還要考量氣候因素、電網(wǎng)要求、相關人員的培訓等。如果缺少必要的實施條件，便不能增加儲能裝置。

節(jié)能改造主要體現(xiàn)為四種解決方法

數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造是一種必然趨勢，促進了技術(shù)的進步，推動了相關解決方案的發(fā)展。從實際情況來看，目前相應方案主要集中在制冷方式的優(yōu)化、新能源的利用、運維管理的提升以及余熱回收的探討。

對制冷方式的優(yōu)化主要是由于其能耗巨大。據(jù)統(tǒng)計，在一個PUE約為2的傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心總能耗中,IT設備能耗占比約為50%;其次便是制冷系統(tǒng)能耗,約占35%。降低制冷能耗成為數(shù)據(jù)中心節(jié)能減碳的主要考慮對象，而如何選擇最優(yōu)方案則需要因地制宜。

以風冷、蒸發(fā)冷卻、間接蒸發(fā)冷卻為例，從冷源來看，風冷，冷源為室外干球溫度；蒸發(fā)冷卻，冷源接近室外濕球溫度；間接蒸發(fā)冷卻塔，冷源接近室外露點溫度。雖然露點溫度的溫度最低，但采用何種制冷方式，則取決于三個冷源溫度的差別。

李震表示，以秦嶺、淮河和青藏高原邊緣為界，該線以北氣候相對干燥，濕球溫度較低，采用水冷式冷源的能效優(yōu)勢較大；該線以南空氣濕度較大，蒸發(fā)冷卻應用潛力不高，采用風冷式冷源的可能具有能效優(yōu)勢。

因此，在對制冷方式進行優(yōu)化時，不能盲目相信某一種技術(shù)的能耗更低，還需要集合具體環(huán)境和自然冷源才可。

在新能源利用方面，數(shù)據(jù)中心屬于耗能產(chǎn)業(yè)，想要實現(xiàn)綠色化發(fā)展，除了提高能效之外，還必須使用新能源，以此來降低碳排放。

數(shù)據(jù)中心對此也已經(jīng)有了相應的探索，張家口懷來大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)基地進行了超大規(guī)模“源網(wǎng)荷儲”實踐，充分利用其豐富的風能和太陽能等優(yōu)勢資源，為數(shù)據(jù)中心提供新能源用電；近期完工的東岳廟數(shù)據(jù)中心一期年用電量將超過2億千瓦時，耗能巨大，但其供電全部來自于水電，有效降低了數(shù)據(jù)中心的碳排放。同時，BIPV（光伏建筑一體化）等太陽能方面的應用也在逐漸增多，“東數(shù)西算”工程的全面啟動也將大幅推動對西部新能源的利用。

雖然目前規(guī)模還相對較小，但有關新能源的探索已經(jīng)逐漸發(fā)展起來，不過，新能源的利用也存在成本問題。張福林指出，未來數(shù)據(jù)中心行業(yè)，綠電、綠證的應用比例必定會顯著上升，目前也已經(jīng)有部分IDC的服務商通過各種辦法在使用綠電，但是新能源的應用成本在產(chǎn)業(yè)鏈中如何分擔，將是影響新能源使用的一大待解決問題。

運維管理方面，低能耗數(shù)據(jù)中心的智能運維成為當下討論熱點。相應的智能運維系統(tǒng)也已經(jīng)問世，其通過核心的配置數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、流程間的關聯(lián)關系，減少數(shù)據(jù)誤導的出現(xiàn)，以實現(xiàn)管人、管物、服務等，達到提升效率，降低成本，推動數(shù)據(jù)中心綠色化發(fā)展。但智能運維系統(tǒng)在落地實施還需要進一步完善。

李震坦言，智能運維不僅僅是監(jiān)控數(shù)據(jù)中心的情況，還需要與運維人員產(chǎn)生互動。運維人員可以使用系統(tǒng)，能夠根據(jù)系統(tǒng)來改善運維情況。一個較為理想的運維情況是，系統(tǒng)發(fā)揮70%的作用，剩余30%由運維人員來進行優(yōu)化。

余熱回收，是對數(shù)據(jù)中心熱能資源的進一步利用。數(shù)據(jù)中心運維會產(chǎn)生大量的熱量，能夠被利用、被回收，且具備極大的能源價值和經(jīng)濟價值，受到了廣泛的關注。

北京市《關于進一步加強數(shù)據(jù)中心項目節(jié)能審查的若干規(guī)定》中指出，要鼓勵數(shù)據(jù)中心充分利用機柜余熱等技術(shù)，目前國內(nèi)已有多家數(shù)據(jù)中心企業(yè)開展相關實踐。

同時，余熱回收的探索也為數(shù)據(jù)中心與不同行業(yè)提供了跨行業(yè)合作的可能。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，農(nóng)作物生長需要大量的熱及二氧化碳，而數(shù)據(jù)中心產(chǎn)生的余熱恰好能夠滿足這些發(fā)展需要。從理論上講，數(shù)據(jù)中心行業(yè)與農(nóng)業(yè)具備了并行發(fā)展的可能。

中國農(nóng)業(yè)大學水利與土木工程學院副教授、碩士研究生導師袁小艷表示，數(shù)據(jù)中心耗能巨大，無論采取哪種冷卻手段，都可能排出20-40℃廢熱。呼吁將此廢熱用于溫室冬季供暖；夏季物料干燥如大豆、小麥、玉米、水稻等干燥用能，可設計通過管路切換至干燥室，或送至木材預干窯等以實現(xiàn)相關作用。如果將農(nóng)業(yè)設施溫室規(guī)劃進“東數(shù)西算”的建設過程中，在工業(yè)CO2排放者與CO2消納者-設施溫室之間架起科技橋梁，使排放的垃圾成為寶貴的資源。

綜合來看，數(shù)據(jù)中心節(jié)能改造涉及政策合規(guī)、企業(yè)效益成本，具有復雜性，需要從制冷、新能源利用、運維、余熱回收等方面進行因地制宜的發(fā)展，不能盲目迷信新技術(shù)，要進行綜合考量才能落地相關改造方案。同時，數(shù)據(jù)中心的節(jié)能改造也提供了跨行業(yè)合作等多種可能性。在這一過程中，袁小艷表示，技術(shù)不是最難的，理念、意識和政策是更需要打通的核心環(huán)節(jié)。只有樹立相關意識，不斷推動相關實踐的落實，才能促進節(jié)能改造的發(fā)展。